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DDR3 vs DDR2 : le prix, les performances, les timings et les fréquences

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Écrit par Pascal Thevenier   
Vendredi, 20 Juin 2008 11:43
La DDR3 a été lancée l’an dernier avec le chipset Intel P35. Cette mémoire poursuit les objectifs déjà visés avec la DDR2, à savoir monter en fréquence, augmenter le débit et limiter la consommation. Depuis 1998, nous avons connu de nombreuses évolutions de la mémoire : SDRAM, DDR, DDR2 et à présent DDR3. L’expérience a toujours montré qu’il était totalement inutile de se ruer sur une nouvelle génération de mémoire lors de son lancement. Les normes sont parfois à peine finalisées, les tarifs sont excessifs, la disponibilité est plus que tendue et last but not least, les premiers fréquences d’une norme – comme la DDR2-400 ou 533 – deviennent très vite obsolètes et parfois purement et simplement incompatibles avec la génération de chipsets (ou de processeurs) suivante. L’arrivée du chipset P45 est l’occasion de faire un petit point sur la DDR3…


Fréquences officielles et officieuses…

Un organisme appelé JEDEC se charge de standardiser les différents types de mémoire. Il collabore bien avec les principaux acteurs du marché de la mémoire mais aussi avec les constructeurs de chipsets et de processeurs. Si certaines spécifications sont très rigides comme les caractéristiques physiques des modules, d’autres comme la fréquence et la tension de fonctionnement sont nettement plus « souples ». Dans le cas de la DDR2, le JEDEC spécifie une tension d’alimentation de 1,8 volt. En pratique, et afin d’obtenir de plus hautes fréquences notamment pour l’overclocking, les constructeurs de mémoires vont généralement au-delà de cette valeur. Les constructeurs de cartes mères ne sont pas en reste ! Ils proposent des cartes mères qui offrent des fréquences supérieures à celles supportées officiellement par les chipsets et des tensions bien plus élevées que celles du JEDEC.


En marge des fréquences validées par le JEDEC, les constructeurs de mémoires prennent des libertés et proposent des fréquences pas encore standardisées ou légèrement supérieures à celles de leurs concurrents pour se démarquer. Certaines fréquences non normalisées par le JEDEC se sont même établies en tant que véritables standards (comme la DDR2-1066) ! Enfin, la pénétration d’une nouvelle technologie sur le marché est parfois longue. La DDR2 lancée par Intel du temps où tout le monde avait les yeux braqués sur les Athlon 64 a largement freiné sont développement. Lors de son lancement, chaque nouveau type de mémoire est généralement moins performant que le précédent, du moins dans un premier temps. On outre, entre le lancement et l’adoption massive d’un type de mémoire, les premières fréquences sont déjà obsolètes ! Quitte à nous répéter, inutile de vouloir à tout prix le dernier cri…


Doubler encore et toujours

La SDRAM ou Synchronous Dynamic Random Access Memory fonctionne de manière très simple. Une information est transmise par cycle et dans le cas de la SDRAM PC100, tout fonctionne à 100 MHz. A chaque cycle et compte tenu du bus mémoire 64 bits, 8 bytes sont transférés. La DDR ou Double Data Rate a doublé le taux de transfert en exploitant le front montant et le front descendant du signal. Pour une même fréquence des puces de mémoires (100 MHz), le bus externe équivaut à un bus SDRAM à 200 MHz. 16 bytes sont transférés lors d’un cycle. Dans le cas de la DDR2, ce ne sont plus 2 cellules de mémoire qui sont mises en parallèle mais bien quatre. L’astuce est réutilisée avec la DDR3 et cette fois, 8 cellules travaillent en parallèle, ce qui conduit à un transfert de 64 bytes sur le bus externe.

Cette astuce qui consiste à mettre en parallèle toujours plus de puces à un « revers ». En effet, le nombre de cycles nécessaires pour remplir l’I/O buffer suit la même évolution que le nombre de puces mises en parallèle. On peut ainsi mettre en relation la DDR-400 en 2/2/2, la DDR2-800 en 4/4/4 et la DDR3-1600 en 8/8/8. Si de prime abord cette augmentation significative des timings peut faire peur, il est très important de rappeler que ces valeurs s’expriment en cycles et non en unités de temps. En d’autres mots, s’il faut (deux fois) plus de cycles, ces cycles sont (deux fois) plus courts.

Si les puces ne changent guère, quelques modifications supplémentaires sont nécessaires au niveau du PCB et des liaisons logiques. Les signaux de contrôle et d’adressage dans les modules de DDR2 se propagent en forme de T, ce qui correspond grosso modo à une distribution en parallèle. Cette approche a l’avantage de réduire la latence mais engendre de nombreux découpages et recollages. Dans le cas de la DDR3, la connexion aux puces se fait en mode séquentiel (en série) avec un terminaison afin de garantir un meilleur signal. Ce mode est appelé Fly-by. Cette approche a comme revers l’introduction d’un délai de réponse/propagation variable selon la position de la puce dans l’ordre séquentiel. Le Leveling, une nouveauté introduite par la DDR3, permet de réduire cette latence tant en lecture qu’en écriture.


Au final, l’évolution de la DDR à la DDR2 puis à la DDR3 a permis de doubler le débit à chaque fois tout en préservant au final la latence (en unité de temps).


Autres améliorations

La tension de fonctionnement standard de la DDR2 est fixée à 1,8 volt contre 2,8 volts pour la DDR. En passant à la DDR3, la tension baisse une fois de plus mais de manière moins spectaculaire. Le JEDEC a fixé 1,5 volt comme tension standard avec un maximum de 1,575 volt. En outre, les composants ne doivent pas subir de dommages irréversibles jusqu’à 1,975 volt. Selon les constructeurs, cette baisse de la tension de 16% pourrait conduire à une économie de 30% au niveau de la consommation.


La DDR3 en pratique ?

Depuis la sortie du chipset P35 en mai 2007, Intel supporte la DDR3-1066. Les récent P45 a revu le support de la DDR3 à la hausse avec la prise en charge des modules à 1333 MHz tandis que le X48 supporte en exclusivité la DDR3-1600.
Lors du lancement, les premiers modules de DDR3-1066 souffraient de timings très élevés : 9/9/9/2x. Depuis, les modules de DDR3-1066 – particulièrement communs - sont capables de fonctionner en 7/7/7/18~21. Leur tarif est de l’ordre de 70 à 90 € pour un kit de 2 x 1 Go. Ils sont cependant peu intéressants car dans la même tranche de prix, on trouve déjà des modules de DDR3-1333 en 9/9/9/2x. Il faut cependant encore tabler sur « un bon 150 € » pour acquérir un kit de 2 Go en DDR3-1333 6/6/6/18. A titre de rappel, un kit de 2 x 1 Go de DDR2-800 CL4 ou de DDR2-1066 CL5 se négocie entre 50 et 65 €. Actuellement, la DDR3-1333 CL9 représente approximativement 55% du marché total de la DDR3.


Performances

Comparer les performances de différentes mémoires n’est pas aisé. En effet, l’impact de la fréquence de la mémoire et des timings est faible. Il est tellement faible que dans certains cas, il est inférieur aux erreurs de mesure ! Nous avons donc réalisé chaque mesure cinq fois pour faire une moyenne et réduire les erreurs autant que possible. Initialement, nous voulions faire les mesures sur une carte mère « combo » mais la Foxconn dont nous disposions encore s’est montrée incapable de gérer la DDR3 à 1333 MHz. Les tests en DDR2 ont donc été réalisés sur une Asus P5K Pro à base de P35. La DDR3 a quant à elle été évaluée sur une Asus P5Q3 Deluxe (P45). Aussi malheureusement que curieux, kit la P5Q3 Deluxe n’a jamais voulu démarrer avec la DDR3 à 1066 MHz en 9/9/9. Il manque également à l’appel la DDR3-1600 mais actuellement, elle n’est accessible que par overlocking ou avec une carte mère X48. Côté processeur, nous avons utilisé un Core 2 Extreme X9650. Les prix sont donnés à titre indicatif pour 2 x 1 Go.


Première constatation, les écarts moyens sont vraiment symboliques ! En se basant sur la DDR2-800 CL4 comme référence, le gain moyen atteint avec de la DDR3-1333 CL6 (trois fois plus chère que la DDR2-800 CL4 ou de la DDR2-1066 CL5) est d’un peu plus de 2%. Les moyennes montrent également que la DDR3-1066 CL7 offre des prestations comparables à la DDR2-800 CL4. La DDR3-1066 CL9 devrait quant à elle être en moyenne un rien en dessous de notre référence arbitraire…

Si globalement les benchs ainsi que la compression audio et vidéo n’affichent pas de gains significatifs avec l’augmentation de la bande passante, les jeux et la compression de données (avec 7Z) en tirent parti. Ainsi World In Conflict et Crysis affichent rapidement des gains grâce à la DDR3-1333.

Au niveau du rapport prix/performances, la DDR3 est encore loin de s’imposer… Cependant, d’autres facteurs peuvent entrer en ligne de compte comme l’overclocking. Dans ce domaine, la DDR2-1066 est déjà presque « au taquet » et sa marge de manœuvre est réduite. Après ces premières mesures réalisées avec un kit de DDR3, il n’est pas possible de se prononcer sur les capacités d’overclocking de la DDR3. Il faudra tester des kits de nombreuses marques comme nous l’avions déjà fait l’an dernier avec le DDR2-800 CL4.


Conclusion

Depuis son lancement l’an dernier, la DDR3 monte en fréquence et les timings baissent. On note aussi une meilleure segmentation du marché : DDR3-1066 CL7 et CL9 en premier prix, DDR3-1333 CL9 en milieu de gamme et DDR3-1333 CL6 et CL7 dans la gamme supérieure. Au-delà, il faut un budget plus solide mais certaines marques sont déjà très agressives notamment CellShock (DDR3-1333 CL7 à 130 € en 2 x 1 Go). En examinant les offres des constructeurs, on constate également que le marché de la DDR3 est émergeant et n’en est encore qu’à ses balbutiements. En fouillant les comparateurs de prix, les tarifs font parfois peur ! En effets, certaines boutiques ont encore d’anciens stocks et vendent des la DDR3 « dépassées » à prix d’or. Si vous comptez vous équiper en DDR3, nous ne pouvons que vous conseiller de partir au minimum sur de la DDR3-1333 avec de bons timings (aux alentours 125 € pour un kit de 2 Go). La DDR3-1600 en CL6 ou CL7 est encore « très » onéreuse et il faut tabler sur au moins 170 € pour 2 Go. Enfin, tout peut être très relatif quand on se souvient de la flambée des prix de la DDR2-800 fin 2006 où les kits de 2 Go avaient vu leurs prix augmenter de près de 50% en quelques mois (de ~200 € à presque 300 €). Si nous sommes dans une années charnière, il est peut-être encore un rien tôt pour la DDR3...

Note : Nous examinerons les capacités d'overclocking dans un second volet consacré à la DDR3.

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